發(fā)布時間：2020-05-23 21:25

【摘要】：同步地球軌道(Geostationary Earth Orbit,GEO)衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)利用同步軌道通信衛(wèi)星作為中繼,采用空分復用、類蜂窩結構的網(wǎng)絡管理控制等先進技術,具有容量大、支持小型終端、網(wǎng)絡控制簡單、無縫覆蓋等特點,可以廣泛應用于林業(yè)、漁業(yè)、水利、氣象以及軍事通信等行業(yè)。近年來隨著水災、地震、臺風、海嘯等突發(fā)事件,以及國事訪問、奧運安保等重大活動的增多,衛(wèi)星移動終端在應急通信保障領域的作用越來突出,衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的應用前景也隨著用戶需求的不斷增加變得更加廣闊。GEO衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)主要由信關站、通信衛(wèi)星和各型移動終端組成。作為其中的重中之重,信關站是系統(tǒng)管理、交換和控制的中心,負責系統(tǒng)的信號接入、用戶鑒權管理、業(yè)務接納控制和數(shù)據(jù)交換等處理。論文首先調研了衛(wèi)星移動通信的國內外發(fā)展現(xiàn)狀,并借鑒地面移動通信系統(tǒng)的設計思路,對信關站架構進行了深入的研究;然后討論了信關站的總體設計和關鍵設備實現(xiàn)方案,對其中幾項關鍵技術進行了分析研究,并提出了相應的解決方案;最后通過項目組的共同努力,設計并實現(xiàn)了我國第一個自主可控、支持百萬用戶的GEO衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)信關站。在信關站的設計和實現(xiàn)過程中,作者參與了信關站總體架構的設計,負責接入網(wǎng)的組網(wǎng)設計和硬件選型,提出并突破了多載波解調、系統(tǒng)同步、系統(tǒng)測試三項關鍵技術。主要工作如下:1.通過多載波解調技術研究,采用高效的數(shù)字信號處理結構,將信號采樣、處理單元間數(shù)據(jù)傳送、低通濾波、載波解調等統(tǒng)一排列組合,達到處理資源利用率高、擴展靈活的目的。在單個處理板卡內,實現(xiàn)近百個載波的解調處理,大大簡化了多載波系統(tǒng)硬件結構,從而節(jié)省了信關站實現(xiàn)成本。2.通過無中心的系統(tǒng)同步技術研究,解決了基于TDMA體制衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的定時同步問題:包括衛(wèi)星相對位置變化引起的定時偏移問題、衛(wèi)星運動引起的多普勒頻偏問題、多個信關站之間的同步問題以及多臺基帶和射頻處理設備間的定時及頻率同步問題等。3.針對如此龐大復雜系統(tǒng),提出了一種基于軟件模擬和實裝設備相結合的測試方案,用于信關站的研制和驗收測試。論文對測試方案、方法及結果,進行了整理分析,驗證了信關站的主要功能和性能指標。論文最后結合地面移動通信中軟件定義網(wǎng)絡(Software-defined network,SDN)和網(wǎng)絡功能虛擬化(Network function virtualization,NFV)與“云”基站融合的發(fā)展,從如何實現(xiàn)網(wǎng)絡虛擬化、如何提高頻譜利用效率、如何提供更開放的平臺等方面對新一代信關站架構提出了展望。
【圖文】：

圖 1.1 Thuraya 系統(tǒng)信關站構成示意圖體結構上看，，Thuraya 系統(tǒng)的信關站采用的是與地面 2G\GSM 體制為接入網(wǎng)與核心網(wǎng)兩個部分。前者實現(xiàn)無線空中接口的處理，后者以及與地面網(wǎng)絡的互聯(lián)互通。在早期設計中，Thuraya 采用地球同口（GMR-1）體制，電路域的話音業(yè)務是主要業(yè)務類型。為了實現(xiàn)與網(wǎng)絡的互聯(lián)和互通，信關站內的業(yè)務交換是以同步電路傳輸交換系1 標準）為基礎設計的。信關站核心網(wǎng)內的 MSC 處理來自電路業(yè)務起的局間呼叫信令，使用電路交換實現(xiàn) PCM 話音在地面網(wǎng)和衛(wèi)星。當?shù)孛嫱ㄓ?GPRS 技術興起后，為了處理分組業(yè)務，Thuraya 系RS-97 標準的架構，在電路業(yè)務支持系統(tǒng)之外，設置一套獨立的分包括 SGSN 和 GGSN），用于 IP 分組交換通信[6]。隨著近年來 IP 業(yè)務采用了 GMR-1 3G 規(guī)范，信關站對分組數(shù)據(jù)業(yè)務的支持能力不斷提從 R99 版本向更高的版本演進，據(jù)悉其最新建設的信關站已采用進的先進架構形式，融合了軟交換和 IP 多媒體子系統(tǒng)（IMS）思

用戶終端I-4衛(wèi)星 I-4衛(wèi)星應用支持系統(tǒng)BSS網(wǎng)絡操作中心NOC衛(wèi)星控制中心SCCInmarsat London用戶終端核心網(wǎng)RF/IF RF/IFRAN1 RAN2BURUM衛(wèi)星關口站核心網(wǎng)RF/IF RF/IFRAN3 RAN4FUCINO衛(wèi)星關口站數(shù)據(jù)通信網(wǎng)DCN因特網(wǎng)PSTN/ISDN GPRS/UMTS虛擬專用網(wǎng)VPNs漫游服務合作者圖 1.2 BGAN 網(wǎng)絡拓撲結構（雙星接入站）BGAN 網(wǎng)絡分為 3 個主要部分：CN（核心網(wǎng)）、RAN（無線接入網(wǎng)）和用戶設備中，核心網(wǎng)、無線接入網(wǎng)設置在信關站。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN927.23

【參考文獻】

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本文編號：2677974